Nov teoretični model bi lahko rešil 50 let staro uganko o entropiji črnih lukenj. Model, ki so ga razvili fiziki iz ZDA, Belgije in Argentine, uporablja koncept kvantno-mehanskih črvičev za štetje števila kvantnih mikrostanj v črni luknji. Posledično štetje se ujema z napovedmi tako imenovane Bekenstein-Hawkingove entropijske formule in lahko vodi do globljega razumevanja teh ekstremnih astrofizičnih objektov.
Termodinamika črne luknje
Črne luknje so dobile svoje ime, ker njihova intenzivna gravitacija tako ukrivi prostor-čas, da niti svetloba ne more uiti, ko vstopi vanje. To onemogoča neposredno opazovanje dogajanja v njih. Vendar pa zahvaljujoč teoretičnemu delu, ki sta ga opravila Jacob Bekenstein in Stephen Hawking v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja, vemo, da imajo črne luknje entropijo, količina entropije pa je podana s formulo, ki nosi njihova imena.
V klasični termodinamiki entropija izhaja iz mikroskopskega kaosa in nereda, količina entropije v sistemu pa je povezana s številom mikrostanj, skladnih z makroskopskim opisom tega sistema. Za kvantne objekte kvantna superpozicija mikrostanj prav tako šteje za mikrostanje, entropija pa je povezana s številom načinov, na katere je mogoče vsa kvantna mikrostanja zgraditi iz takih superpozicij.
Vzroki za entropijo črne luknje so odprto vprašanje, povsem kvantnomehanski opis pa se znanstvenikom doslej izmika. Sredi 1990-ih so teoretiki strun izpeljali način štetja kvantnih mikrostanj črne luknje, ki se ujema z Bekenstein-Hawkingovo formulo za nekatere črne luknje. Vendar njihove metode veljajo le za poseben razred supersimetričnih črnih lukenj s fino nastavljenimi naboji in masami. Večina črnih lukenj, vključno s tistimi, ki nastanejo ob kolapsu zvezd, ni zajeta.
Za obzorjem
V novem delu so raziskovalci z Univerze v Pennsylvaniji, Univerze Brandeis in Inštituta Santa Fe, vsi v ZDA, skupaj s kolegi z belgijske univerze Vrije Universiteit Brussel in argentinskega Instituta Balseiro razvili pristop, ki nam omogoča, da pokukamo v notranjost črne luknje. notranjost. Pisanje v Pisni pregledi fizike, ugotavljajo, da obstaja neskončno število možnih mikrostanj za obzorjem dogodkov črne luknje – mejno površino, iz katere ne more uiti svetloba. Zaradi kvantnih učinkov se lahko ta mikrostanja rahlo prekrivajo preko predorov v prostoru-času, znanih kot črvine. Ta prekrivanja omogočajo opisovanje neskončnih mikrostanj v smislu končnega niza reprezentativnih kvantnih superpozicij. Te reprezentativne kvantne superpozicije je mogoče prešteti in povezati z Bekenstein-Hawkingovo entropijo.
Glede na Vijay Balasubramanian, fizik na Univerzi v Pennsylvaniji, ki je vodil raziskavo, pristop ekipe velja za črne luknje katere koli mase, električnega naboja in hitrosti vrtenja. Zato bi lahko ponudil popolno razlago mikroskopskega izvora termodinamike črne luknje. Po njegovem mnenju so mikrostanja črne luknje "paradigmatični primeri kompleksnih kvantnih stanj s kaotično dinamiko", rezultati ekipe pa lahko celo vsebujejo lekcije o tem, kako razmišljamo o takih sistemih na splošno. Ena možna razširitev bi bila iskanje načina za uporabo subtilnih kvantnih učinkov za odkrivanje mikrostanj črne luknje zunaj obzorja.
Kvantna kompleksnost bi lahko rešila paradoks črvine luknje
Juan Maldacena, teoretik na Inštitutu za napredne študije v Princetonu v ZDA, ki ni bil vključen v to študijo, raziskavo imenuje zanimiv pogled na mikrostanja črne luknje. Ugotavlja, da temelji na računalniških statističnih lastnostih prekrivanja čistih stanj črne luknje, ki so pripravljena z različnimi procesi; medtem ko ni mogoče izračunati notranjega produkta med temi različnimi stanji, gravitacijska teorija prek prispevkov črvine omogoča izračun statističnih lastnosti njihovega prekrivanja. Odgovor, pravi, je statistične narave in v istem duhu kot drugi izračun entropije črne luknje, ki sta ga leta 1977 izvedla Hawking in Gary Gibbons, vendar zagotavlja bolj živo sliko možnih mikrostanj.
- Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Opolnomočite se. Dostopite tukaj.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
- PlatoESG. Ogljik, CleanTech, Energija, Okolje, sončna energija, Ravnanje z odpadki. Dostopite tukaj.
- PlatoHealth. Obveščanje o biotehnologiji in kliničnih preskušanjih. Dostopite tukaj.
- vir: https://physicsworld.com/a/quantum-mechanical-wormholes-fill-gaps-in-black-hole-entropy/